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风力机变浆距及偏航控制系统的研究

作　者: 孙广涛
导　师: 赵国材
学　校: 辽宁工程技术大学
专　业: 电机与电器
关键词: 风力机变浆距模糊控制偏航控制
分类号: TM315
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

能源危机已经日益加重，开发和利用可再生能源是解决能源危机的主要手段。风能是一种绿色无污染的清洁新能源，以其环保、可再生等特点备受人们的关注。风力发电机是捕获风能的主要手段，随着风力发电等相关理论研究的深入，风力发电厂以遍布全球，风力发电机所发出的电能占全球总发电量的比重正在不断上升。变浆距风力机以其良好的启动性能和高风速自动调节功能，将逐渐取代传统的定桨距风力机，成为未来风力机的主要装机类型。因此，对于变浆距控制系统的研究工作具有很大的现实意义。文中主要研究风力机的变浆距控制过程，针对风速的速度和幅值不断变化，容易引起浆距角的频繁调节导致系统崩溃的问题，提出改变转差率的功率补偿手段以及采用模糊控制的方法来改进变浆距控制系统。文章对风力发电机组的基本理论与风力机的变浆距原理进行了详细的分析，在此基础上分别建立了风力发电机组各个工作部件的数学模型，并利用MATLAB中自带的Simulink仿真工具箱对相关模型进行了建模仿真研究。针对变浆距控制系统的另一个重要组成部分偏航控制系统的研究，文章主要研究了偏航控制系统的设计要求，根据偏航控制系统的相关原理设计了风力发电机组的偏航控制系统，缩短对风时间，提高了对风精度。

全文目录

致谢  5-6
摘要  6-7
Abstract  7-10
引言  10-12
1 风力发电概况  12-16
  1.1 世界风力发电研究现状与发展趋势  12-13
  1.2 我国风力发电研究现状  13-14
  1.3 课题的选题背景、研究意义以及主要研究内容  14-15
  1.4 本章主要内容  15-16
2. 风力机控制系统理论分析  16-25
  2.1 风力机的空气动力学研究  17-21
  2.2 风力机变浆距过程分析  21-24
  2.3 本章主要内容  24-25
3. 风力发电机组仿真建模研究  25-38
  3.1 风力机风轮系统建模  25-27
  3.2 风力发电机建模研究  27-28
  3.3 风力发电机增速箱及次传动轴建模  28-29
  3.4 风力机其他相关系统建模  29-32
  3.5 风力发电机组系统模型的简化与仿真  32-37
  3.6 本章主要内容  37-38
4. 风力机变浆距控制策略研究  38-47
  4.1 变转差率控制  38-41
  4.2 变浆距模糊控制策略研究  41-42
  4.3 自适应最优模糊控制  42-46
  4.4 本章主要内容  46-47
5. 风力机偏航控制系统研究  47-59
  5.1 偏航控制硬件电路设计  48-52
    5.1.1 系统硬件输入、输出接口电路设计  49-50
    5.1.2 偏航电机控制系统  50-52
    5.1.3 8255A 的 I/O 引脚分配  52
  5.2 偏航控制器的软件设计  52-58
    5.2.1 自动偏航过程  54-55
    5.2.2 人工偏航过程  55-57
    5.2.3 自动解缆设计  57-58
  5.3 本章主要内容  58-59
结论  59-60
参考文献  60-62
附录 A 模糊控制器 MATLAB 源程序  62-66
作者简历  66-68
学位论文数据集  68-69

风力机变浆距及偏航控制系统的研究

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